Природа света. Основы информационной оптики

В геометрии и в математике вообще понятие отражения тесно связано с понятием симметрии и лежит в основе множества закономерностей, разделения чисел на положительные и отрицательные, четные и нечетные и т. д.

Таким образом, мы видим, что отражение – это универсальное явление, а значит и законы отражения должны быть универсальными, независимо от того, в какой области применяются.

По-видимому, это и есть тот самый фундаментальный закон, который связывает волновые, информационные, энергетические и механические процессы воедино.

Что мы знаем об отражении?

Отражение возникает на границе двух сред.

Закон отражения звучит так:

«На границе раздела двух различных сред, если этаграница разделазначительно превышает длину волны, происходит изменение направления распространения света: часть световой энергии возвращается в первую среду, то есть отражается, а часть проникает во вторую среду и при этом преломляется».

Обратите внимание на слова, выделенные жирным шрифтом: «если этаграница разделазначительно превышает длину волны».

Граница между средами

Каждый объект (или система) в природе имеет свои границы. Это то, что отделяет внутреннюю среду объекта от внешней среды. Через эту границу происходит обмен с окружающей средой (энергией или веществом). Именно на границе происходят явления отражения и поглощения. Какую-то часть энергии (материи) система поглощает, а какую-то отражает по закону отражения.

Соотношение между поглощенной и отраженной энергией и есть информация, которая дает представление об объекте, о его цвете, структуре, форме, например.

Изучая какой-либо объект, мы познаем его на разных уровнях организации материи.

Если объект имеет размер, сопоставимый с нашим, то мы можем его потрогать, толкнуть, т.е. вступить с ним в физическое взаимодействие. Изучением таких взаимодействий занимается механика.

Мы также можем почувствовать холод, тепло. Это энергетическое взаимодействие, которое изучает термодинамика.

И наконец, мы можем его увидеть на расстоянии, оценить его формы, цвет, степень прозрачности, заметить излучение, свечение, идущее от него. Это волновое взаимодействие, которое изучают оптика, электродинамика и другие разделы физики.

Но когда речь идет о взаимодействии объектов, масштабы которых существенно различаются, мы можем наблюдать переход малого объекта из одной среды в другую, т.е. переход через границу.